高压水（shuǐ）射流（liú）技术的基本概（gài）念介绍

近几十年来，随着科学技术的快速发展，人（rén）类（lèi）发现了给液滴赋予比自由落体运动大得多的打击能（néng）量，这使得漫长的水滴石穿现象得以在瞬间便可以完成，这就是水射流。然而（ér），为了提高效率，科技又通过机械进一步将（jiāng）水增压，并使它从（cóng）直（zhí）径很小的喷嘴中喷出，形成一束高速、连续的水流束，也就是高压水射流。下面（miàn）主要介绍高压水射流技术（shù）的基本概念。
 
1、高压水射流的结构

高压水射流在喷嘴出口处形成一个锥形等速流核（hé）心区，其中射流轴（zhóu）向（xiàng）动压力及密度基本保持不变，为水射流的初始段。射流（liú）继续发展的部分（fèn）为基本（běn）段，其轴心速度（dù）与轴心动压有（yǒu）规律地衰减。最（zuì）后在消（xiāo）散段水射流与环境介质完全混合（hé）变成水滴与空气的混合物或（huò）雾化。水射（shè）流各（gè）段在工程应用中具有不同的功能，起始段适宜于材料切割（gē），基本段适用于清洗、除锈等，消散部分主用用于降温（wēn）除尘、大面积地冲刷。

2、射流打击力

水射流打击物体表面的打击力主（zhǔ）要体现在射流的压强上（shàng），如果压强大于污垢的抗压强度，则污垢即被破坏。喷嘴（zuǐ）出口处的水射流速度一般在亚音速与超音速之间即300～500 m/s，这股水射流虽然质量很小，但其速率平方却可使水（shuǐ）滴像子弹（dàn）一样，具有巨大打击能量，可以破坏（huài）极坚硬的盐碱结垢及堵塞物。

3、最佳耙距

水射流对物体表面的作用力不仅与射流密（mì）度、速度有关。而且还与水射流离该（gāi）表面的距离有关，这是（shì）由于水射流的速（sù）度、结构随着其喷射距离发生变化，因此水射流冲击物体的作用（yòng）力也随喷嘴至物体表面的距（jù）离(耙距)不断变化，根据实验（yàn）结（jié）果，达到（dào）最大打击力的最佳（jiā）耙距在100倍喷嘴直（zhí）径左右。

4、压力分（fèn）级

根据我国标准，可将水射流压力划分（fèn）为4个等级，即低压0.5-20MPa；中压20-70MPa；高压70-140MPa；超高（gāo）压140MPa以上。
 
高速水射流破坏材料的过程是一个动态（tài）断裂（liè）过程，对脆性材料(如岩石)等主要是以裂纹破坏及扩散为主，而对塑性材料（liào）则（zé）符（fú）合最大的拉应力瞬时断裂（liè）准则，即一旦材料中某点的法向（xiàng）拉应力达到或超（chāo）过某一临界值oy 时，该点即发生断裂。根据弹塑性力（lì）学，动态断（duàn）裂强度与（yǔ）静态断裂强度相比要高出一个（gè）数量级左右，主要是因为动态应力作用时间短，材料中裂纹来不及发展。因而这个动态断裂不仅与应力有关，还与拉伸应力的作用时间相关（guān）。

因此，我们可以看出高压水射流技（jì）术的应用（yòng）领域将是十分广泛的，它给我们带来了的（de）一种全新的途径。